SCI Библиотека

Обсуждаются перспективы развития фотоники, показана значимость и актуальность проведения
исследований в данной области. Раскрыт потенциал, которым обладает фотоника при ответе на
социально-экономические вызовы цифровой трансформации. Продемонстрированы возможности,
открывающиеся при внедрении устройств на основе фотоники в различных технических системах,
предназначенных для повышения безопасности среды обитания и качества жизни человека. Рас-
смотрены структуры и устройства на базе фотоники для таких ключевых приложений как спек-
троскопия, аналоговые оптические вычисления, оптические нейронные сети. Указаны возможные
приложения фотонных сенсоров и спектрометров нового типа, раскрыты их назначение и конку-
рентные преимущества. Рассмотрены сверхточные компактные фотонные спектрометры различ-
ных конфигураций. Обсуждаются преимущества аналоговых вычислителей перед традиционными
электронными устройствами. Рассмотрены структуры нанофотоники, предназначенные для вы-
числения дифференциальных и интегральных операторов, показаны решения для задачи выделе-
ния контуров на изображении. Проанализирована концепция реализации искусственного интел-
лекта на платформе фотоники в виде оптических нейронных сетей. Рассмотрены структуры, со-
стоящие из последовательности дифракционных элементов и основанные на принципе Гюйгенса-
Френеля, а также структуры, состоящие из волноводов, взаимодействующих по принципу интерферометров Маха-Цендера. Приведена оценка мирового рынка фотоники, которая показывает, что
фотоника прочно займѐт своѐ место в индустрии будущего

Экспериментально показана возможность модернизации аналоговых приборов с помощью контроллера Arduino Uno, на примере измерителя ИЛД-2М, который был апробирован в установке для измерения влияния плотности энергии импульсного лазерного излучения с длиной волны  = 355 нм на коэффициент отражения различных материалов. Для калибровки использовался измеритель энергии лазерного излучения NOVA II, с помощью которого был найден коэффициент соответствия между энергией измеренной NOVA II и напряжением на выходе ИЛД-2М. Обозначены основные
проблемы, оказавшие влияние на необходимость усовершенствования аналогового оборудования. Модернизация позволила провести обработку результатов эксперимента с помощью современных компьютерных технологий.

Представлены экспериментальные результаты по формированию сварных соединений стекла и кремния при воздействии лазера с длительностью импульса 230 фс. Приведены результаты по измерению геометрии сварных швов соединения стекло-кремний. Установлено, что при увеличении скорости сварки от 30 до 70 мм/с увеличивается ширина сварного шва от 100 до 180 мкм, в то время как глубина сварного шва уменьшается от 100 до 80 мкм. Определено, что стабильное формирование соединения стекло-кремний образуется при энергии импульса в диапазоне от 10 до 17 мкДж. В ходе проведения работы исследована зона перехода стекло-кремний с помощью сканирующей электронной микроскопии (SEM). Определено, что в зоне перехода образуются прочные связи стекла и кремния в результате диффузии химических элементов обоих материалов.
 

На основе метода поверхностного плазмонного резонанса разработана методика из-
мерения толщины растущей металлической пленки порядка 0,1 мкм. В работе при-
менен метод численного моделирования и создание на его основе в среде LabView про-
граммы управления для контроля процесса роста металлической пленки по ее
оптическим параметрам. Показано, что метод является пригодным для его применения
при управлении процессом получения пленок с повторяющимися оптическими свой-
ствами. Возбуждая на поверхности пленки плазмон поляритонные волны и регистрируя
резонансное взаимодействие поверхностных плазмонов с поверхностной электромаг-
нитной волной, получают отклик в виде оптического сигнала. Анализ характеристик
резонансного отклика дает возможность корректировать ход процесса напыления